Законы постоянного тока
Плотность электрического тока. Электродвижущая сила и напряжение. Контактная разность потенциалов. Работа, выполняемая сторонними силами по перемещению единичного положительного заряда вдоль замкнутой цепи. Закон Ома для однородного участка цепи.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.10.2015 |
| Размер файла | 94,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Законы постоянного тока
1. Электрический ток. Сила и плотность тока. ЭДС и напряжение
Любое упорядоченное (направленное) движение электрических зарядов называется ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ. При приложении внешнего электрического поля Е в проводнике начинается движение зарядов, т.е. возникает электрический ток. При этом положительные заряды движутся по полю, а отрицательные - против поля. За направление тока принимают направление движения положительных зарядов.
Для возникновения и существования электрического тока необходимо выполнение двух условий: наличие свободных носителей зарядов (т.е. вещество должно быть проводником или полупроводником при высоких температурах).
Наличие внешнего электрического поля.
Для количественного описания электрического тока вводится - СИЛА ТОКА - скалярная физическая величина, равная количеству электрического заряда, переносимого за единицу времени через поперечное сечение проводника S.
- для постоянного тока, и
- для переменного тока.
Ток, сила и направление которого не изменяются со временем, называется постоянным.
ПЛОТНОСТЬ ТОКА - векторная физическая величина, численно равная силе тока, проходящего через единицу площади, перпендикулярной к току.
- для постоянного тока, и
- для переменного тока.
ЭДС
Для того чтобы через рассматриваемый участок проводника проходил ток I, необходимо поддерживать постоянную разность потенциалов между рассматриваемыми точками проводника.
Для того, чтобы поддерживать постоянную разность потенциалов на концах проводника, его необходимо подключить к источнику тока. Источник тока производит работу по перемещению электрических зарядов вдоль всей цепи. Эта работа совершается за счёт СТОРОННИХ СИЛ - сил неэлектростатического происхождения, действующих на заряды со стороны источника тока. Природа сторонних сил может быть различной (кроме неподвижных зарядов):
1) химические реакции - в гальванических элементах (батарейках), аккумуляторах,
2) электромагнитной - в генераторах. При этом генераторы могут использовать а) механическую энергию - ГЭС, б) ядерную - АЭС, в) тепловую - ТЭС, г) приливов и отливов - ПЭС, д) ветровую - ВЭС и т.д.
3) использование фотоэффекта - фотоЭДС в калькуляторах и солнечных батареях,
4) пьезоэффект - пьезоЭДС, например, в пьезозажигалках,
5) контактная разность потенциалов - термоЭДС в термопарах и т.д.
Под действием поля сторонних сил электрические заряды движутся внутри источника тока против сил электростатического поля, за счёт чего на клеммах источника тока поддерживается разность потенциалов и в цепи течёт ток.
Источник тока характеризуется электродвижущей силой - Э. Д. С.
ЭДС определяется работой, выполняемой сторонними силами по перемещению единичного положительного заряда вдоль замкнутой цепи.
Сторонняя сила равна:
где - напряженность поля сторонних сил. Работа сторонних сил по перемещению заряда q на замкнутом участке цепи равна:
т.е. ЭДС равна циркуляции вектора напряженности сторонних сил. На участке 1-2 (см. рисунок) кроме сторонних сил действует сила электростатического поля
т.е. результирующая сила на участке 1-2 равна
тогда
Для замкнутой цепи
НАПРЯЖЕНИЕМ U на участке 1 -2 называется физическая величина, определяемая работой, совершаемой суммарным полем электростатических (кулоновских) и сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда на данном участке цепи
при
2. Законы Ома
Закон Ома для однородного участка цепи.
Однородным называется участок не содержащий ЭДС.
Сила тока на однородном участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению цепи
1 Ом - сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1 В течёт ток 1 А.
G - электрическая проводимость. (Сименс).
Сопротивление R проводника зависит от его размеров и формы, а также от материала проводника.
,
где с - удельное сопротивление проводника - сопротивление единицы длины проводника.
? - длина проводника; S - площадь поперечного сечения проводника.
Закон Ома для неоднородного участка цепи
НЕОДНОРОДНЫМ называется участок цепи, содержащий ЭДС.
Закон Ома для неоднородного участка цепи в интегральной форме.
Закон Ома для замкнутой цепи (для полной цепи)
где где R - сопротивление внешней цепи,
г - сопротивление источника ЭДС, тогда
- Закон Ома для полной цепи
Закон Ома в дифференциальной форме.
у - удельная электропроводность;
- Закон Ома в дифференциальной форме.
Плотность тока прямо пропорциональна напряженности электрического поля Е, Коэффициент пропорциональности у - удельная электропроводность.
электрический ток напряжение ом
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Упорядоченное движение электронов в металлическом проводнике. Цепь постоянного тока. Зависимость силы тока от напряжения. Перемещение единичного положительного заряда по цепи постоянного тока. Применение закона Ома для неоднородного участка цепи.
реферат [168,3 K], добавлен 02.12.2010Условия, необходимые для существования электрического тока. Достоинства и недостатки параллельного соединения проводников. Единица силы тока. Работа электрического тока в замкнутой электрической цепи. Закон Ома для участка цепи. Химическое действие тока.
презентация [398,2 K], добавлен 07.02.2015Наиболее известные работы Ома. Сила тока, напряжение и сопротивление. Физический закон, определяющий связь между напряжением, силой тока и сопротивлением проводника в электрической цепи. Закон Ома в интегральной форме, для участка цепи и переменного тока.
презентация [152,6 K], добавлен 21.02.2013Понятие электрического тока, выбор его направления, действие и сила. Движение частиц в проводнике, его свойства. Электрические цепи и виды соединений. Закон Джоуля-Ленца о количестве теплоты, выделяемое проводником, закон Ома о силе тока на участке цепи.
презентация [194,6 K], добавлен 15.05.2009Характеристика электрического поля как вида материи. Исследование особенностей проводников, полупроводников и диэлектриков. Движение тока в электрической цепи. Изучение законов Ома, Джоуля-Ленца и Кирхгофа. Изоляционные материалы. Электродвижущая сила.
презентация [4,5 M], добавлен 19.02.2014Понятие электрической цепи и электрического тока. Что такое электропроводность и сопротивление, определение единицы электрического заряда. Основные элементы цепи, параллельное и последовательное соединения. Приборы для измерения силы тока и напряжения.
презентация [4,6 M], добавлен 22.03.2011Причины электрического тока. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Закон Ома в дифференциальной форме. Работа и мощность. Закон Джоуля–Ленца. Плотность тока, уравнение непрерывности. КПД источника тока. Распределение напряженности и потенциала.
презентация [991,4 K], добавлен 13.02.2016Закон Ома для участков цепи и закон Ома для полной цепи. Применения правил Кирхгофа для расчета цепей постоянного тока. Постановка задачи о расчете цепи постоянного тока.
лабораторная работа [22,7 K], добавлен 18.07.2007Сила, действующая на заряд со стороны остальных. Закон Кулона. Определение работы внешних сил, необходимой для поворота диполя на заданных угол. Разность потенциалов и поверхностная плотность заряда. Мощность цепи. Отношение заряда частицы к ее массе.
контрольная работа [665,3 K], добавлен 26.06.2012Основные законы и методы анализа линейных цепей постоянного тока. Линейные электрические цепи синусоидального тока. Установившийся режим линейной электрической цепи, питаемой от источников синусоидальных ЭДС и токов. Трехфазная система с нагрузкой.
курсовая работа [777,7 K], добавлен 15.04.2010Расчет разветвленной цепи постоянного тока с одним или несколькими источниками энергии и разветвленной цепи синусоидального переменного тока. Построение векторной диаграммы по значениям токов и напряжений. Расчет трехфазной цепи переменного тока.
контрольная работа [287,5 K], добавлен 14.11.2010Расчет токов во всех ветвях электрической цепи методом применения правил Кирхгофа и методом узловых потенциалов. Составление уравнения баланса мощностей. Расчет электрической цепи переменного синусоидального тока. Действующее значение напряжения.
контрольная работа [783,5 K], добавлен 05.07.2014Понятие и разновидности электрических схем, их отличительные признаки, изображение тех или иных предметов. Идеальные и реальные источники напряжения и тока. Законы Ома и Кирхгофа для цепей постоянного тока. Баланс мощности в цепи постоянного тока.
презентация [1,5 M], добавлен 25.05.2010Линейные цепи постоянного тока, вычисление в них тока и падения напряжения, сопротивления. Понятие и закономерности распространения тока в цепях переменного тока. Расчет цепей символическим методом, реактивные элементы электрической цепи и их анализ.
методичка [403,7 K], добавлен 24.10.2012Разработка конструкции двигателя постоянного тока. Число эффективных проводников в пазу. Плотность тока в обмотке якоря. Индукция в расчётных сечениях магнитной цепи. Магнитное напряжение воздушного зазора. Расчёт характеристики намагничивания машины.
курсовая работа [333,5 K], добавлен 30.04.2009Произведение расчетов разветвленной цепи постоянного тока с несколькими источниками электрической энергии; цепи переменного тока с параллельным соединением приемников, трехфазной цепи при соединении "звездой"; однокаскадного низкочастотного усилителя.
контрольная работа [2,2 M], добавлен 31.01.2013Расчет параметров цепи постоянного тока методом уравнений Кирхгофа, и узловых напряжений. Расчет баланса мощностей. Построение потенциальной диаграммы. Сравнение результатов вычислений. Расчет параметров цепи переменного тока методом комплексных амплитуд.
курсовая работа [682,1 K], добавлен 14.04.2015Основные понятия, определения и законы в электротехнике. Расчет линейных электрических цепей постоянного тока с использованием законов Ома и Кирхгофа. Сущность методов контурных токов, узловых потенциалов и эквивалентного генератора, их применение.
реферат [66,6 K], добавлен 27.03.2009Принцип работы и устройство генераторов постоянного тока. Электродвижущая сила и электромагнитный момент генератора постоянного тока. Способы возбуждения генераторов постоянного тока. Особенности и характеристика двигателей различных видов возбуждения.
реферат [3,2 M], добавлен 12.11.2009Исследование однородной линии без потерь в установившемся и переходном режимах. Распределение значений напряжения и тока вдоль линии, замкнутой на заданную нагрузку в установившемся режиме. Законы изменения тока и напряжения нагрузки в переходном режиме.
контрольная работа [793,3 K], добавлен 04.09.2012
